PCB 干燥设备的选型设计

韩彦虎

摘 要：PCB干燥设备在整个PCB的制作流程中起着至关重要的作用。因为PCB从原料到成品的整个加工流程包括多种工序，而每道工序后都要用到干燥设备对板面进行烘干，如果烘干效果不好，就会导致有水渍在板面残留，一是会对PCB的质量检测造成影响，再者如果带有水渍的PCB板压合在一起，会导致整个PCB板的质量缺陷。所以要想做出高质量的PCB板， 就要设计一套合理并且高效的PCB干燥设备。下面就PCB干燥设备的选型设计以及需要注意的一些问题作些概述。

关键词： PCB干燥设备；风机；风刀；过滤器

PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。近年来，随着电子产品的高速发展，印刷电路板的需求量也日益增长，随着科技的进步，印刷电路板的精密程度也越来越高，这就对PCB的干燥设备提出了更高的要求。就整套干燥系统而言，必需的部件有产生压缩气体的风机，输出部件风刀，另外根据所制作的PCB的精密程度，还要考虑是否要增加高效空气过滤器等。

1.风机的选择及使用注意事项

在选择风机前首先要考虑风机具体的应用情况，PCB的干燥系统原理是用高压，高流量的气流对PCB进行吹扫，从而达到干燥的目的。所以风机需提供具有足够大压力的气流，因此要选择高压风机。目前高压风机的使用已非常广泛，品牌与型号也很多，具体选型也相对复杂。一般来说，我们可以按以下两个步骤进行：

（1）确定现场是使用高压风机的什么功能，是吸还是吹，找准高压风机对应的压力-流量曲线；如果看错曲线，有时候会造成选出来的产品不能使用；如果选择吸的功能，就要查看负压-流量曲线图。在PCB干燥系统中，我们使用的是高压风机吹气的功能，所以选型时要考虑正压-流量曲线图。

（2）根据压力和流量，在曲线图上找到同时满足压力和流量对应的工作点以上的工作曲线；然后根据工作曲线选择高压风机型号；在PCB的干燥系统中，经过多次的测试后，风刀出口处的压力保持在150～200 mbar之间，流量在4m3/min左右对吹干的效果是比较好的。根据这个压力参数和曲线图就可以进一步确定风机的型号。

风机型号确定以后，还要考虑风机安装固定的一些问题：

（1）必需使用平垫圈和弹簧垫圈来加紧螺丝；

（2）最好能使用橡胶缓冲胶来承受高压风机的重量，特别是大功率的高压风机，必不可少；

（3）对于某些对噪音要求很高的场合，可以加上一层消音棉。PCB生产厂家对噪音控制有要求，所以最好加上消音装置。

（4）高压风机的进出风口管道连接，应使用软管连接，以隔离震动。

风机在使用过程中还需要进行两个方面的保护：一是压力，二是粉尘。

对于压力，经常使用的是释压阀，它是一个卸荷阀，当高压风机的使用压力超过释压阀设定的压力之后，释压阀就会自动打开，把多余的压力释放掉，从而保护高压风机。

对于粉尘，高压风机的吸入口禁止任何粉尘进入，否则会影响风机的使用寿命。通常的做法是在进气端安装初效过滤器对空气进行过滤。它根据不同的使用现场，往往使用不同的过滤精度的过滤滤芯，不同的滤芯有不同的维护方法和使用寿命。

2.风刀的设计与使用

风刀在整个系统中是关键部件，合理的设计风刀的结构能提高整个系统的工作性能。

风刀的结构设计原则要尽可能的简单，这样就会减少压力损失。风刀的刀口设计的时候要尽可能沿着风吹得方向延伸一段距离，这样空气就会作为一个整体，以直线方式喷出来，气流会更容易控制。突出刀口的设计同样也会提高空气在风刀腔内壁的夹带，这样风刀基于柯恩达效应（沿物体表面的高速气流在拐弯处能附于表面的现象）和空气夹带，就能提供稳定的、持续的、大流量的空气。加长的刀口利用柯恩达效应，引导空气附着到刀口的表面，这样，风的整体性一直维持到气流的下游，并创造了周围空气夹带的环境，最终提高了总的风量。

3.空气过滤器的选择

在PCB干燥设备中，通常需要双级过滤，即气体进入风机前需要选用初级过滤器，可以对气体中的大颗粒灰尘进行过滤，并且可以保护风机；另外在风机后进入风刀前需安装高效过滤器，可以对气体中的细小颗粒进行过滤，保证吹到PCB板上的气体的清洁度，这样可以保证PCB板不被灰尘污染，进而保证品质。

3.1 初级过滤器

适用于中央空调和集中通风系统过滤；大型空压机过滤；洁净回风系统；中效、高效过滤装置的前置预过滤系统。初效空气过滤器有板式、折叠式、袋式、箱式四种样式，外框材料有纸质框、铝合金框、镀锌铁框，不锈钢框，过滤材料有无纺布、尼龙网、活性炭过滤棉、金属孔网等，防护网有双面喷塑铁丝网和双面镀锌铁丝网。价廉、重量轻、通用性好、结构紧凑。

3.2 高效过滤器

高效过滤器主要用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物。采用超细玻璃纤维纸作滤料，胶版纸、铝膜等材料作分割板，与木框铝合金胶合而成，采用特殊硅橡胶作[1]，无气味，表面不会硬化，时间 长也不会有裂纹，化学性能稳定，耐腐蚀，可吸收热胀冷缩产生的应力而不会开裂，软硬度适中，弹性恢复好。每台均经纳焰法测试，具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。在PCB干燥设备中，只要选用H14等级的过滤器，一般而言都能满足要求。H14的高效过滤器的过滤精度可达到99.995%左右。

4.其他注意点

在设计过程中，还需要从操作与维修的角度考虑，尽量将设计方案优化，方便操作与维护。例如像空气过滤器，对整个设备来说是属于备件类，需要定期更换，设计布局时要尽可能放在操作者容易触摸到的位置，并且容易拆卸。

在PCB干燥设备中，还需要进行一些特殊的保护，比如说由于该设备使用环境属于密闭的，而风机等电器元件运转过程中会发热，所以要注意通风散热，当环境温度比较高时，更要注意通风散热。通常做法可以在设备内安装温度探针，并且顶部安装换气扇，当温度超过设定温度时，即开启换气扇对环境降温。